浅析呼吸作用相关试题的情境载体

云南 邢艳兰

(作者单位：云南省丽江市古城区第一中学)

情境的设置离不开情境载体。所有生物都离不开呼吸作用，所以可用于考查呼吸作用知识的情境载体数不胜数。但是生物的呼吸作用类型有差异且其生存环境复杂多变，这增大了考生应考的难度。如何让考生快速找出试题的情境载体并联系到相应知识点是高效应考的关键，也是教师备考教学的难题。笔者对多年高考试题进行分析后发现，可将看似杂乱无章的情境载体按一定形式进行归类复习，让呼吸作用相关内容的备考变得有章可循。以下是笔者依据高考题按该方法对呼吸作用相关试题的情境载体进行的归类及分析。

一、以植物为情境载体的试题

因绿色植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用，故其是综合考查考生对植物代谢的理解及应用情况的热点情境载体。以植物为载体的情境可设问的方向较多，容易出错的地方也较多，是复习备考的重点和难点。根据考向的不同，又可将情境载体为植物的试题分为以下几类。

(一)情境载体为叶肉细胞的试题

【例1】(2021年，全国乙卷，第29题节选)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:

(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和________释放的CO2。

【试题分析】该题以干旱地区的植物为情境载体，设置了特殊事实——该类植物的气孔白天关闭，夜间开放及夜间吸收CO2存储在液泡中为白天进行光合作用提供原料，以白天叶肉细胞中产生ATP的场所及光合作用所需CO2的来源为设问方向。

【易错分析】①场所填写不全。原因是忽略叶肉细胞在白天同时进行光合作用和呼吸作用，两个生理过程均产生ATP，其中呼吸作用的场所为细胞质基质和线粒体，光合作用产生ATP的场所为叶绿体的类囊体。②不明确第二空的答题方向。考生思维受到题干干扰而忽视了呼吸作用产生的CO2可用于光合作用的事实。

【难点突破】分析叶肉细胞产生ATP的场所时，一定要分析设问的预设条件，无光时答出呼吸作用的场所即可，有光时需要答出呼吸作用及光合作用两种生理过程的场所。另外，还需注意设问的要求，是否涉及具体场所，若涉及具体场所直接答线粒体及叶绿体是不能得分的，在没有把握的情况下，宜详不宜简。

(二)情境载体为整株植物的试题

【例2】植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：

(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是________，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是________。

【试题分析】该题以植物(包括根、茎、叶等器官)为情境载体，设置了解题关键条件——甲植物的补偿点大于乙植物的(说明乙植物进行光合作用所需的CO2浓度较甲植物低)，以推测原料对光合作用和呼吸作用的影响为设问方向。具体为①设问方向为甲、乙植物在CO2浓度有限的情况下，光合作用下降的原因以及在特定的低浓度CO2情况下比较甲、乙两种植物的净光合速率；②设问方向为光合作用产物与有氧呼吸的关系。

【难点突破】①植物的净光合速率为叶绿体中光合速率与细胞呼吸速率的差值，净光合速率为0时的光照强度(CO2浓度)即称为光(CO2)补偿点。在适宜光照条件下，密闭容器中的不同种植物存在因争夺CO2发生竞争关系，此时光补偿点越小越有利于植物生存。②有氧呼吸强度增强说明供氧量增大，植物在无氧环境中一段时间后出现氧气增多的现象，说明植物自身产生了氧气。

【易错提醒】植物净光合速率不等同于叶肉细胞的净光合速率，前者指叶肉细胞制造有机物的量等于整个植株消耗的有机物量，后者指叶肉细胞制造有机物的量等于叶肉细胞消耗的有机物量。当植物净光合速率为0时，植物表现为不生长；当叶肉细胞的净光合速率为0时，植物处于负生长状态。

【考点延伸】情境载体为植物整体时，常见的情境为净光合速率的比较及植物生长情况的判断，或者呼吸作用相关的实验设计等，因植株在光照情况下同时进行光合作用和呼吸作用，因此在测呼吸作用速率时需在无光条件下进行。该情境的试题通常思维量及语言表述量较大，是考生丢分的常见题型，需要备考教师特别关注。

(三)情境载体为产乳酸的植物的试题

【例3】(2019年，全国卷Ⅱ，第2题)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是 ( )

A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖

B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来

C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP

D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生

【试题分析】该题以马铃薯块茎为情境载体，具体设问方向为无氧呼吸的产物；无氧呼吸产生乳酸的原料；无氧呼吸产生丙酮酸的过程能否生成ATP；储藏环境中氧气浓度与乳酸生成的关系。

【易错分析】考生容易忽视特例植物可产乳酸以及无氧呼吸只有第一阶段才释放能量的事实。

【备考策略】该类试题以考生是否能辨识植物中产乳酸的特例为考查目的，因此备考时教师不仅要检测学生是否掌握了细胞呼吸的过程，还需要设计情境增强考生对玉米胚、马铃薯块茎等特例的辨识能力。

(四)情境载体为根细胞的试题

【例4】(2021年，全国甲卷，第29题节选)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题：

(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K+的吸收速率降低，原因是________。

【试题分析】该题以根细胞为情境载体，以呼吸作用与主动运输的关系为设问方向，考查考生的科学思维，从“逆浓度梯度”可判断细胞外的K+进入植物根细胞的方式为主动运输，主动运输需要消耗能量，能量来源于呼吸作用，难度主要体现在语言表述能力方面。

【考点延伸】情境载体为根细胞的试题情境设置通常为中耕松土、长期被水浸泡、添加呼吸抑制剂等，可与主动运输联系考查能量的供应情况，或考查细胞呼吸的场所、缺氧及有氧条件下细胞呼吸产物及能量释放的情况等。

(五)情境载体为种子的试题

【例5】(2019年，全国卷Ⅰ，第4题)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为 ( )

A.有机物总量减少，呼吸强度增强

B.有机物总量增加，呼吸强度增强

C.有机物总量减少，呼吸强度减弱

D.有机物总量增加，呼吸强度减弱

【例6】有些作物的种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，下列说法错误的是 ( )

A.风干种子中有机物的消耗减慢

B.风干种子上微生物不易生长繁殖

C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高

D.风干种子中结合水与自由水的比值大

【试题分析】例5以黄化苗及干种子为情境载体，例6以风干种子及新鲜种子为情境载体，前者的设问方向为比较两者有机物总量的变化及呼吸作用强度，后者的设问方向为比较两种种子有机物消耗情况、种子上微生物生长情况、细胞呼吸作用强度、结合水与自由水的比值。两题的考查方向有部分相同。

【易错分析】考生因不清楚风干种子与新鲜种子的区别以及黄化苗不能进行光合作用的事实而出错。风干种子是新鲜种子失去大部分自由水后形成的，黄化苗是缺乏光合色素的植物幼苗，其形成原因有先天的遗传因素及后天因素——萌发时无光照导致光合色素不能正常合成。

【考点延伸】解答种子相关的试题离不开以下相关知识的储备：①含水量的多少是新鲜种子、萌发的种子与风干种子的主要区别。②干种子、新鲜种子、萌发的种子、黄化苗及幼苗(能进行光合作用)均通过呼吸作用提供能量来维持其活性，除幼苗外，其余种子及黄化苗的有机物总量均随时间的推移而减少，但干种子因自由水减少，细胞代谢变慢，消耗有机物量少于其他两种种子。幼苗的生长情况视净光合速率的情况而定。

二、以动物或人为情境载体的试题

【例7】(2020年，全国卷Ⅱ，第31题节选)人在剧烈奔跑运动时机体会出现一些生理变化。回答下列问题：

(1)剧烈奔跑运动时肌细胞会出现________，这一呼吸方式会导致肌肉有酸痛感。

【试题分析】该题以人体肌肉细胞为情境载体，设问方向为导致肌肉有酸痛感的呼吸方式。

【易错分析】考生由于审题失误忽视了关键词“呼吸方式”，从而导致错答“乳酸”。

【例8】(2020年，山东卷，第2题)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是 ( )

A“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖

B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP

C.细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用

D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少

【试题分析】本题以癌细胞为情境载体，给出癌细胞在有氧条件下也主要依赖无氧呼吸供能的事实，考查消耗底物的多少、无氧呼吸过程及与有氧呼吸的比较等。

【考点延伸】以动物细胞为情境载体的试题考查的知识点通常为细胞呼吸的概念、呼吸方式的辨别、不同呼吸方式的物质变化及能量变化、细胞呼吸的场所、不同动物在不同温度下细胞呼吸的耗氧量的分析、细胞呼吸原理的运用等。

【必备知识】①动物或人等机体的呼吸方式主要是有氧呼吸，无氧呼吸只在缺氧条件下骨骼肌中进行，产物为乳酸，不生成二氧化碳，以糖类为底物的细胞呼吸过程中消耗的氧气量始终等于产生的二氧化碳量。

②多细胞动物所需要的氧气来自内环境，不会直接从外界环境获得。

③恒温动物维持正常的生命活动时需要机体保持基本的呼吸强度。

④体温来自细胞呼吸释放的热能，不同环境条件下变温动物及恒温动物耗氧量变化的分析是以一定范围为前提条件的。

三、以微生物为情境载体的试题

【例9】(2021年，全国甲卷，第2题)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是 ( )

A.该菌在有氧条件下能够繁殖

B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生

C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇

D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2

【例10】(2020年，山东卷，第12题)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:将蒸熟的米和酒曲混合前需要“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是 ( )

A.“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快

B.“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的

C.“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施

D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡

【试题分析】例9以酵母菌为情境载体，例10以酿酒的微生物(主要为酵母菌)为载体，但融入了语文学科知识，增大了考生辨别情境载体的难度。前者设问方向为酵母菌的繁殖条件、无氧呼吸的过程及有氧呼吸与无氧呼吸的区别。后者的设问方向为与语文学科进行综合，其中，“浸曲发”指恢复酒曲中干酵母等微生物活性；“鱼眼汤”考查酿酒微生物细胞呼吸的产物；“净淘米”是指去除灰尘等影响酿酒的因素；“舒令极冷”是保证酿酒微生物发酵的温度环境。

【考点延伸】微生物的发酵类型多种多样，结合教材中细胞呼吸的类型，情境载体主要涉及兼性厌氧的酵母菌及厌氧的乳酸菌及甲烷杆菌等，考查的知识点主要为细胞呼吸类型的判断、细胞呼吸过程的物质变化及能量变化、细胞呼吸原理的应用等。

综上所述，在复习呼吸作用相关知识时，若备考师生根据上述的分类进行备考复习及训练，其针对性及训练的有效性会得到很大程度的提升。